CN107779540A - 一种高硅铁水的转炉单渣冶炼方法 - Google Patents

一种高硅铁水的转炉单渣冶炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高硅铁水的转炉单渣冶炼方法，包括：1)吹氧前热平衡计算；吹氧前根据铁水废钢条件、目标温度以及碳含量控制要求，确定活性白灰和轻烧白云石用量，然后根据炉次富余温度计算出矿石加入总量；2)物料加入控制；物料分三批加入炉内；3)氧枪枪位控制，分四步进行。本发明实现了高硅铁水的单渣操作，缩短了冶炼熔时，能够达到冶炼平衡不喷溅，减少冶炼熔时间，提高金属收得率，提高煤气回收和终点残锰的目的。

Description

一种高硅铁水的转炉单渣冶炼方法
技术领域
本发明涉及转炉炼钢技术领域，尤其涉及转炉使用高硅铁水(Si>0.6％)采用单渣冶炼时的控制方法。
背景技术
转炉冶炼的主要金属料是铁水和废钢。铁水中的Si含量是转炉冶炼过程中的重要发热元素，硅含量的增加可以增加转炉热源，提高废钢比。同时硅含量增加以后，铁水渣量增加，有利于脱磷和脱硫。但是过高的铁水硅含量(一般指铁水硅含量>0.6％)给转炉操作带来极大的不利因素，主要有以下几点：
1)硅氧化生成大量的酸性SiO2，为保证炉渣碱度，需要消耗大量的石灰；
2)硅高渣量大，渣中金属损失增加，金属收得率降低；
3)高硅冶炼时炉渣流动好，易喷溅，导致金属损失增加、环境污染严重、对设备和人员安全造成隐患；
4)延长吹氧时间，降低氧气利用率，终点拉碳困难；
5)高硅铁水采用双渣操作时，冶炼时间较长，减少煤气回收量，打乱正常的生产组织，影响生产的连续性和稳定性。
因此，通常的铁水硅含量以0.3％～0.6％为宜，大中型转炉可以偏下限，对于热量不足的小型转炉可以偏上限。在实际生产中，当高炉新开炉或检修后或高炉不顺行时，高炉出铁硅含量都比较高，一般达到0.8％以上，个别铁次达到2.0％以上。高硅铁水在日常生产中不可避免，对于高硅铁水的处理，目前行业中一般有以下四种方法：
一是进行翻生铁块处理，然后将生铁块进行分批入炉使用；这种方式化整为零使用高硅铁水，减少高硅铁水的影响，但是打乱了正常的生产组织，影响计划产量的完成。
二是进行铁水预脱硅处理；但需要专门的脱硫装置，增加铁水温降和工序时间。
三是通过混铁炉进行高硅低硅铁水的混匀；但需要专门的混铁炉装置，至少有低硅铁次的铁水才能进行，而目前新建的钢厂中配置有混铁炉装置的很少。
四是转炉通过双联“三脱”或双渣进行脱硅；采用双联“三脱”时，需要配置专门的设备和工艺，增加金属损失，成本较高；采用双渣生产时，可以有效避免喷溅，但是延长了冶炼时间，增加了氧气消耗，前期放渣时炉渣带铁严重，再次下枪吹氧打火瞬间铁氧化严重，现场Fe2O3烟尘较大，污染环境。
综上所述，高硅铁水对于转炉的操作弊大于利，目前的四种处理方式都只能是部分解决高硅铁水对转炉冶炼的带来的弊端，特别是需要增加专门设备的方式，增加了大量的生产成本。因此，如果能利用现有设备，采用新的冶炼工艺来化解高硅铁水的弊端，对于钢厂具有重要的现实意义和经济意义。
发明内容
本发明提供了一种高硅铁水的转炉单渣冶炼方法，实现了高硅铁水的单渣操作，缩短了冶炼熔时，能够达到冶炼平衡不喷溅，减少冶炼熔时，提高金属收得率，提高煤气回收和终点残锰的目的。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种高硅铁水的转炉单渣冶炼方法，所述高硅铁水指含硅量>0.6％的铁水；包括如下步骤：
1)吹氧前热平衡计算；
吹氧前根据铁水废钢条件、目标温度以及碳含量控制要求，确定活性白灰和轻烧白云石用量，然后根据炉次富余温度计算出矿石加入总量；
2)物料加入控制；
第一批物料，铁水倒入转炉开始进行吹炼并打着火后，加入活性白灰总量的2/3，轻烧白云石全部加入；
矿石总量小于7吨时，开始吹炼时第一批物料一次性加入；矿石总量大于7吨时，先加入7吨矿石，开始吹炼时第一批物料一次性加入，剩余矿石在吹氧5min以后分批加入，每批不大于1吨，吹氧10min前加完；
第二批物料，在硅锰氧化期结束，即吹氧4.5～5min时，加入剩余1/3活性白灰的50％，采用2个物料汇总斗同时备料加入；
第三批物料，将剩余1/3活性白灰的另外50％在吹氧8～10min时加入，既能保证前两批活性白灰基本熔化，又能保证在过程测试前炉内渣料全面熔化；
3)氧枪枪位控制；
氧枪枪位控制分为四步，具体如下：
第一步，开始吹炼打着火并加入第一批物料后，氧枪枪位立即降至210～240cm；
第二步，吹氧12min至过程测试期间，氧枪枪位抬至250～290cm；
第三步，取样测试后，若碳含量＞0.30％或者钢种要求成品磷含量≤0.015％时，氧枪枪位在250～270cm停留30-60s，待碳含量降至0.15％～0.25％时拉碳；
第四步，根据火焰或副枪测试判断，确定拉碳时机；保证拉碳1min以上，使终点钢水成分均匀，火焰稳定，同时降低渣中TFe含量
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)实现了高硅铁水的单渣操作，缩短了冶炼熔时，保证了转炉冶炼与铸机浇注的同步，稳定了生产；
2)减少了冶炼过程中途放渣引起的金属损失，提高了终点钢水的残锰含量；
3)避免了放渣导致的煤气回收中断，保证了煤气回收量；
4)实现了单渣平衡操作，避免了冶炼过程喷溅的发生，避免了放渣引起的再吹氧冒红烟污染环境。
具体实施方式
本发明所述一种高硅铁水的转炉单渣冶炼方法，所述高硅铁水指含硅量>0.6％的铁水；包括如下步骤：
1)吹氧前热平衡计算；
吹氧前根据铁水废钢条件、目标温度以及碳含量控制要求，确定活性白灰和轻烧白云石用量，然后根据炉次富余温度计算出矿石加入总量；
2)物料加入控制；
第一批物料，铁水倒入转炉开始进行吹炼并打着火后，加入活性白灰总量的2/3，轻烧白云石全部加入；
矿石总量小于7吨时，开始吹炼时第一批物料一次性加入；矿石总量大于7吨时，先加入7吨矿石，开始吹炼时第一批物料一次性加入，剩余矿石在吹氧5min以后分批加入，每批不大于1吨，吹氧10min前加完；
第二批物料，在硅锰氧化期结束，即吹氧4.5～5min时，加入剩余1/3活性白灰的50％，采用2个物料汇总斗同时备料加入；
第三批物料，将剩余1/3活性白灰的另外50％在吹氧8～10min时加入，既能保证前两批活性白灰基本熔化，又能保证在过程测试前炉内渣料全面熔化；
3)氧枪枪位控制；
氧枪枪位控制分为四步，具体如下：
第一步，开始吹炼打着火并加入第一批物料后，氧枪枪位立即降至210～240cm；
第二步，吹氧12min至过程测试期间，氧枪枪位抬至250～290cm；
第三步，取样测试后，若碳含量＞0.30％或者钢种要求成品磷含量≤0.015％时，氧枪枪位在250～270cm停留停留30-60s，待碳含量降至0.15％～0.25％时拉碳；
第四步，根据火焰或副枪测试判断，确定拉碳时机；保证拉碳1min以上，使终点钢水成分均匀，火焰稳定，同时降低渣中TFe含量
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例】
1、热平衡计算；
1)原料条件：
铁水温度：1350℃，铁水硅含量：0.92％，铁水数量：248吨，铁水锰含量：0.19％，普通废钢数量：39吨。
钢种目标温度要求：1685℃，成品磷含量上限：0.015％。
物料用量计算：活性白灰14吨，轻烧白云石8吨，铁矿石7吨。
2、加料控制；
1)先加废钢，然后兑铁，转炉摇至零位，准备吹氧。
备料要求：2个汇总料斗各备轻烧白云石4吨，活性白灰4.5吨；矿石料仓备矿石7吨。
2)开始吹炼打着火后，将2个汇总料斗中的轻烧白云石和活性石灰一次性加入炉内。火焰正常，将7吨矿石加入炉内；2个汇总再各备料1.25吨活性石灰。
3)吹氧5min时，碳氧反应开始，将2个汇总料斗中的活性石灰加入炉内；然后2个汇总料斗再各备料1.25吨活性石灰。
4)吹氧9.5min时，碳氧反应剧烈进行，将2个汇总料斗中的活性石灰加入炉内。
3、氧枪枪位控制；
1)开始吹炼打着火并将第一批物料加入炉内后，氧枪枪位降至220cm；且物料加入后要及时降枪，减少前期渣中TFe积累。
2)吹氧12.5min时，副枪过程测试，氧枪枪位290cm，氧气流量33000m3/h；
3)吹氧13min时，过程测试完毕，枪位260cm；过程测试碳含量0.42％，温度1612℃；
4)吹氧14min时，开始逐步降枪拉碳，14.5min时，氧枪枪位降至190cm；
5)吹氧15.7min，终点抬枪；拉碳时间1.2min；
6)终点副枪测试：终点碳含量0.048％，氧值0.0685％，温度1691℃。
终点其它数据：煤气回收：29447m3(整炉)，终点锰含量0.091％，出钢量268吨，终渣Tfe含量17.4％。
本实施例中，煤气回收、终点残锰、出钢量指标均优于双渣炉次，终渣TFe与正常炉次相当。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种高硅铁水的转炉单渣冶炼方法，所述高硅铁水指含硅量>0.6％的铁水；其特征在于，包括如下步骤：
1)吹氧前热平衡计算；
吹氧前根据铁水废钢条件、目标温度以及碳含量控制要求，确定活性白灰和轻烧白云石用量，然后根据炉次富余温度计算出矿石加入总量；
2)物料加入控制；
第一批物料，铁水倒入转炉开始进行吹炼并打着火后，加入活性白灰总量的2/3，轻烧白云石全部加入；
矿石总量小于7吨时，开始吹炼时第一批物料一次性加入；矿石总量大于7吨时，先加入7吨矿石，开始吹炼时第一批物料一次性加入，剩余矿石在吹氧5min以后分批加入，每批不大于1吨，吹氧10min前加完；
第二批物料，在硅锰氧化期结束，即吹氧4.5～5min时，加入剩余1/3活性白灰的50％，采用2个物料汇总斗同时备料加入；
第三批物料，将剩余1/3活性白灰的另外50％在吹氧8～10min时加入，既能保证前两批活性白灰基本熔化，又能保证在过程测试前炉内渣料全面熔化；
3)氧枪枪位控制；
氧枪枪位控制分为四步，具体如下：
第一步，开始吹炼打着火并加入第一批物料后，氧枪枪位立即降至210～240cm；
第二步，吹氧12min至过程测试期间，氧枪枪位抬至250～290cm；
第三步，取样测试后，若碳含量＞0.30％或者钢种要求成品磷含量≤0.015％时，氧枪枪位在250～270cm停留30～60s，待碳含量降至0.15％～0.25％时拉碳；
第四步，根据火焰或副枪测试判断，确定拉碳时机；保证拉碳1min以上，使终点钢水成分均匀，火焰稳定，同时降低渣中TFe含量。
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